拟南芥突变体购买流程-完全图解

热带作物学报2022, 43(6): 1144 1151Chinese Journal of Tropical CropsSTE20L4促进拟南芥下胚轴伸长的机制研究佘玉婷，丁勇*中国科学技术大学生命科学学院，安徽合肥 230027摘要：下胚轴伸长是高等植物进行正常生命活动的保障，下胚轴的伸长协助植株破土而出并由异养转变为自养生长。

本研究通过对一系列拟南芥突变体材料进行下胚轴观察，鉴定到一个具有短下胚轴的突变体ste20l4，并对其调控下胚轴伸长的分子机制进行初步探索。

结果表明：STE20L4编码与酵母中STE20同源的丝裂原活化蛋白激酶，在MAPK级联信号通路中作为MAP4K激活下游的MAP3K。

基因型鉴定和半定量结果显示，ste20l4-1、ste20l4-2均为功能缺失的突变体。

通过表型观察，ste20l4突变体无论在长日照（16 h光照/8 h黑暗）、短日照（8 h光照/16 h黑暗）及黑暗（24 h 黑暗）条件下与野生型相比均呈现出短的下胚轴。

细胞学结果显示，突变体ste20l4短的下胚轴是由于其细胞长度的变短而不是细胞数目的变化导致的。

植物激素赤霉素可促进下胚轴的伸长，对其处理的敏感性可作为是否参与GA信号转导途径的判断方法。

在不同梯度浓度的GA处理（0、0.5、1、2、5 µmol/L）下，ste20l4突变体与野生型相比下胚轴伸长作用不明显。

多效唑（PAC）是内源GA合成的抑制剂，随着不同梯度浓度的PAC处理（0、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5 µmol/L），ste20l4突变体下胚轴伸长的抑制作用相对于野生型不明显。

上述生理学结果表明，STE20L4参与到GA信号转导通路中调控拟南芥下胚轴的生长发育。

将STE20L4蛋白与荧光标签融合后转染烟草或拟南芥原生质体观察其亚细胞定位，结果表明STE20L4在细胞膜和细胞质中均有表达。

对野生型、ste20l4突变体中进行一系列GA下游与下胚轴伸长相关基因的RT-qPCR检测，结果表明XTH17、EXP2、PRE1、PIF4、YUC2和SAUR19基因的转录水平在ste20l4突变体中明显下调，即STE20L4可能通过间接调控这些下游基因的表达参与下胚轴的伸长。

核农学报2023，37（10）：1905~1911Journal of Nuclear Agricultural Sciences基于BSA-seq的拟南芥辐射诱变突变体的基因定位汪泽民1何曦1张宇涵2周明2洪丽兰1， *（1浙江大学原子核农业科学研究所/农业农村部和浙江省核农学重点实验室，浙江杭州310058；2浙江大学生命科学学院植物生物学研究所，浙江杭州310058）摘要：辐射诱变极易导致染色体结构变异，目前鲜有采用BSA-seq方法定位辐射诱变突变体基因的研究报道。

为探索BSA-seq用于辐射诱变突变体的基因定位的可行性，本研究通过辐射诱变筛选得到一个拟南芥突变体，将其与亲本杂交，在F2代分离群体中根据表型筛选单株，构建两个极端表型的子代混池；将两个子代混池与亲本混池进行全基因组测序，使用MutMap、QTL-seq和GPS等多种BSA-seq定位策略对其进行定位分析。

结果表明，多种BSA-seq定位策略均取得了一致的结果，在2号染色体上获得7 Mb的初步定位区间；使用IGV软件对该区间内的基因组进行可视化，发现该区间内存在25 189 bp的大片段缺失，缺失区段包含6个基因；通过SnpEff进行突变位点注释，经基因注释信息推测AT2G28610为候选基因；通过遗传学试验验证了该候选基因为突变基因。

本研究结果为应用BSA-seq技术定位辐射诱变得到的突变位点提供了参考。

关键词：拟南芥；辐射诱变；基因定位； BSA-seqDOI：10.11869/j.issn.1000‑8551.2023.10.1905从人工诱导或自然发生的突变体中挖掘出突变信息既是分子遗传研究的重要内容，也是培育高产优质新品种的重要途径［1-2］。

传统的遗传学基因定位方法往往需要构建渐渗系（recombinant inbred line， RIL）群体和复杂的遗传图谱［3-6］，但这种方式会耗费大量的人力和时间成本。

分离群体分组分析方法（bulked segregant analysis，BSA）常用于鉴定与突变体表型紧密连锁的基因区域或开发连锁的分子标记［7］。

目录一、拟南芥独特的生物学特性 (1)二、拟南芥遗传学特征 (1)三、拟南芥研究的一些重要发现 (1)四、拟南芥研究成果的实用潜能 (2)1．对农作物的改良意义非凡 (2)2．开启了许多植物今后如何更好地应用于未来的医学、农业、环境和工业等领域的大门 (3)3．为市场带来勃勃商机 (3)4．开发生物反恐武器 (3)5．培养人才 (3)拟南芥一、拟南芥独特的生物学特性拟南芥为十字花科、拟南芥属、一年生或二年生的细弱草本植物。

与人们所熟悉的白菜、萝卜、甘蓝、花椰菜等同属于一家。

拟南芥个头小，形态简单，成熟后身高仅30厘米左右；开小白花；从播种到收获种子，大约只需4~6周。

二、拟南芥遗传学特征从遗传学的角度看，拟南芥既可自交、又可人工杂交。

在自然条件下，拟南芥是典型的自交繁殖植物。

这使得拟南芥在种植繁殖过程中得以保持其遗传上的稳定性。

同时在实验过程中，根据实验目的又可方便地实施人工杂交和人工诱发突变处理，使得遗传分析工作很容易完成。

别看拟南芥个头低矮，种子细小，其结实量却非常大。

一棵小小的拟南芥，少者结籽数百，多者可达万粒。

拟南芥是目前发现的细胞核最小的显花植物，染色体数目很少，与此相伴的是基因组小，重复序列少，包含2.5万个基因，控制着1.1万种蛋白质，而蛋白质则是生命及其活动的根本成分。

由于基因组小，使得基因库的构建、筛选等过程变得比较快速、简便，同时还能节省人力、物力、财力。

更为重要的是，别看拟南芥样子“简单”，但它的大多数基因在其它“复杂”的植物中都能找到，有关拟南芥的任何发现都能应用于其它植物的研究，深受科学家的喜爱，成为当今实验室的宠儿，被公认是25万余种高等植物中迄今为止的三、拟南芥研究的一些重要发现鉴于拟南芥在遗传操作上所具有的优势，它广泛应用于植物整个生命活动各个过程的研究，取得了一系列重要发现。

在植物形态建成研究中，经典的例子是花发育的ABC模型[10~12](图1)。

在结构上，拟南芥的花与大多数开花植物相似，由四轮基本的花器官组成：从外向里分别为花萼、花瓣、雄蕊及雌蕊。

拟南芥抗盐突变体筛选中盐浓度的确定摘要将拟南芥种子播种于1/2 MS培养基上,竖直培养,待根生长至1.5~2.0 cm 时,转入含有不同NaCl浓度的1/2 MS培养基上,倒置培养,观察各个盐浓度下根的生长情况。

试验结果表明,在170、180、190 mmoL/L的NaCl浓度下,拟南芥的根生长虽然都表现出一定的延迟,但最终还能够生长;而在200 mmoL/L时,根生长完全受到抑制,最终白化死亡,由此确定其生长的临界盐浓度为200 mmoL/L。

关键词拟南芥;突变体筛选;盐浓度模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为十字花科拟南芥属一年生草本植物,它具有基因组小、个体小、生长周期短、种子繁殖系数高、严格的自花闭花授粉、易于遗传转化、便于栽培管理等特点。

拟南芥是典型的甜土植物,本身并不抗盐,但是大量研究表明它包含了大多数的抗盐基因,拟南芥基因组的全序列物理图谱已于2000年12月公布[1](The Arabidoposis Genome Initiative 2000),这是第一个被全部测序的植物。

目前在拟南芥中,只有少数基因的功能被确定[2],对拟南芥抗盐突变体的研究,有助于基因功能的探索,而前期工作突变体筛选条件的确定尤为重要[3-4],是后续试验成功的关键。

1材料与方法1.1试验材料野生型拟南芥种子;基本培养基:1/2 MS培养基;含盐培养基:分别含有170、180、190、200 mmoL/L NaCl浓度的1/2 MS培养基。

1.2试验方法1.2.1播种与培养。

将经过10 h氯气熏蒸灭菌的野生型拟南芥种子水平排列播种于基本培养基上,置于4 ℃冰箱放置2 d,以确保种子发芽时间基本一致。

2 d 后,从冰箱中移出,置于22~23 ℃组培室中竖直培养,每天给予14 h充足光照和10 h黑暗。

1.2.2转移与培养。

待根生长至1.5~2.0 cm时,挑选根长度基本相同且较为健壮的幼苗分别移入含有170、180、190、200 mmoL/L的NaCl培养基,并在培养皿上标记好根生长的初始位置,倒立竖直培养,培养条件与前相同。

园艺与种苗，Horticulture&Seed2021,41(05):16-18,32doi：10.16530/21-1574/s.2021.05.008 D ifference Analysis of MAD2in Oncidium“Honey Angel'and Arabidopsis thalianaMAD2在文心兰"柠檬绿#和拟南芥中的差异分析付帅1,陈仕朋2,叶炜2,林玉玲1,徐涵I，4,赖钟雄1*,叶开温E(1.福建农林大学园艺植物生物工程研究所，福建福州350002；2.三明市农业科学研究院，福建三明365000；3.法国图卢兹综合科学研究所，法国图卢兹31000；4.台湾大学植物科学研究所，台湾台北10617)摘要：［目的］探究MAD2基因在文心兰'柠檬绿'和拟南芥不同育性的株系中表达量的差异。

［方法］通过对模式植物拟南芥的A+MAD2基因Z变体的表型、结荚情况和花粉粒活力分析，结合已有研究结果综合分析拟南芥和文心兰中MAD2的表达差异。

［结果\,ad2Z变体的抽梗时间早于野生型约4天。

果荚长度单果荚种子数量都显著低于野生型植株，其中,ad2 Z变体的果荚长度约为0.79c m,单荚种子数约为7粒,野生型分别为1.07cm,19粒。

野生型拟南芥的花粉活力染色率为94%,mo-2Z变体的花粉活力染色率仅为69%，且拟南芥mad2Z变体花粉粒部分发育异常。

［结论"M AD2确实是影响花粉发育的关键基因之一，但在文心兰中育性与表达量同低，而在拟南芥中表达量增加会导致育性R关键词：文心兰；拟南芥;MAD2-,花粉活力中图分类号：S682.31文献标识码：A文章编号：2095-0896(2021)05-016-03FU Shuai et al.(institute of Horticultural Biotechnology,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou, Fujian350002)Abstract[Objective]To explore the difference of MAD2gene expression in different fertility lines of Oncidium'Honey Angel'and Arabidopsis thaliana.[Method]The phenotype,pod setting and pollen viability of the mutant of A tMA D2gene in Arabidopsis thaliana were analyzed,and the differences of MAD2expression between Arabidopsis thaliana and Oncidium were analyzed comprehensively.[Result]The results show that：(i) the stem time of mad2mutant was about4days earlier than that of wild type.(ii)The number of seeds per pod in pod length was significantly lower than that in wild type.The length of pod of mad2mutant is about0.79cm,and the number of seeds per pod is about7.The wild type was1.07cm and19.(iii)The pollen viability staining rate of wild type was94%.The pollen viability staining rate of mad2mutant was only69%, and the pollen grain development of mad2mutant was abnormal.[Conclusion]MAD2is indeed one of the key genes affecting pollen development,but the fertility and expression are as low in Oncidium,while the increase in expression in Arabidopsis thaliana will lead to the decrease of fertility.Key words Oncidium;A rabidopsis thaliana-,MAD2;Pollen vitalityMAD2(spindle checkpoint protein MAD2)是一种纺锤体检查点蛋白，首先在玉米中鉴定，它与有丝分裂细胞以及减数分裂I和II期间的着丝粒一动粒复合体相关［1］o MAD2是纺锤体检查点的重要组成部分，在微管附着到动粒完成的过程中该基因能阻断分离酶的激活和姐妹染色单体的溶解叫对细胞分裂的过程进行观察，发现了在未与纺锤体连接的着丝点上MAD2蛋白的浓度较高，而在与纺锤丝连接的着丝点上与相，MAD2在未与纺锤体连接的着丝粒点上高浓度［3］o MAD2是染色体在分裂细胞动的关，在探讨染色体不分离问题的分子机中，该基因的研重要％在n'a突变体中发现NUA和MAD2可能在植物的分基金项目：福建省重大农业科技专项(2015NZ-0002-1)；福建省高原学科建设经费项目(102/71201801101)；福建农林大学科技创新专项基金项目(KF2015108,CXZX2018076,KFA19037A,CXZX2017314)。